CN1321600A - 变速器特别是自行车驱动装置的换档装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换档传动装置的、特别是自行车驱动装置的换档装置,它具有一个通过换档传动装置的力传递件起作用的调节装置、一个手动驱动其调节装置(5)的具有转动驱动件的驱动装置和一个具有沿圆弧运动的显示件(4)的指示装置(3)以便指示借助驱动装置选择的换档状态,其中驱动装置的或调节装置(5)的角运动经变速器这样传递到指示装置(3)上,即当时使指示装置(3)的显示件(4)或刻度移过的圆弧小于同时由驱动装置的驱动件移过的圆弧,从而改善了指示装置的可读性并使换档装置(1)更适合人体工程学的要求。

Description

变速器特别是 自行车驱动装置的换档装置

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于变速器的且特别是用于自行车驱动装置的换挡传动装置。

至今为止，无论每天使用的或运动时使用的自行车都装有变速器，它们大多具有多个变速级，以使骑车人能限据个人体力状况、各速度以及不同的地势将效率和踏板频率调整到最佳状态。

为此，在自行车的力所传到的后轮区域或踏板驱动区域内设置一个改变驱动比的装置如轮毂传动机构或链条变换装置。

考虑到人体结构、可靠性及易操作性，由骑车人选择所希望变速比的驱动装置至今多数设置在自行车把手或本身的传动导杆上。对此例如使用所谓的转动啮合换挡装置或拇指换挡装置。

为了使自行车驱动最佳地满足人体的需要，尽可能高的不同变速级是所希望的。对此，现代换挡技术可以实现3、5、7、16、24的档数和更多的变速级。尽管可以选择许多不同变速比而为了使骑车人能够有效控制，调节及识别所使用的档速比，人类高速发展自行车换挡的驱动装置是绝对必要的。

然而，对于现代自行车传动机构的驱动装置的要求绝不是唯一的，例如除了操作简单外还包括自行车的人体结构性、由手和手指在运动过程中所确定的设计，所使用的驱动件具有抵抗能力并同时具有令人满意的接触材料表面，以及特别在高档速下当时设定的变速级的重要清晰识别性。

此外，对档指示的要求包括由骑车人以直觉获得的设定的速比占提供的总速比范围比例的显示。这不仅需要使骑车人看到当时各设定的档，而且至少同样看到各相邻的档，以及可以看到速比范围的上端或下端以提供换挡范围。

至今多数情况下其任务例如是通过醒目的标记或彩标实现，上述标记形成在换挡机构的手动驱动件上，以便使骑车人指示通过相对于档指示刻度的其标记的相应位置识别当时的设定档，其档指示刻度相对驱动装置的壳体确定。

这种公知的自行车换挡传动机构的换挡机构的指示装置的缺点是，而特别是是在日益增长使用高速级数的情况下，由于与高档数相关的驱动装置的总驱动路径较长，指示设定档的标记或指示件总是不在骑车人的视角内，其视角要满足最佳人类工程学的可读性。

另外，在多种日常用的或运动用的自行车上常使用的所谓旋转换挡器的换挡装置至少部分具有可读性差的所述缺点并不是唯一的。在这些旋转换挡器中至少相应把手部分以适合的方式基本绕把手端的轴旋转地设置在自行车车把上，以便通过手或手关节确定的运动经适合的调节装置以及将调节运动传递到换挡传动装置上的传递装置可以确定所希望的档位。

考虑到换档装置的易换档性、变速时的位置准确性以及人体因素，至今驱动件的总转角常常很大，特别是在进行多个不同变速比换档时，使得在不考虑骑车人的骑座位置和视向时，其指示件或显示件在极端情况下可能运动到骑车人的视角之外或至少给出在挡刻度一端或两端上的不希望的可读角度。

另外，用于自行车换档传动装置的换档装置的指示装置是公知的，其中骑车人可以在相对于换档装置静止的显示窗中看到以图解或数字表示的当时设定的档位。这种类型的显示装置克服了部分挡刻度不易观察的上述缺点，但是不能满足人们视觉需要的要求，即在整个变速比范围看到档位实际被显示之外的相应设定档的相对位置(类似于相对数字测量值的或例如时间显示的比较特性)。

本发明的目的在于提供一种此类型的换档装置，它在若干不同变速级和与其相关的驱动装置大驱动角下使绝对或相对设定档位不仅满足清楚显示当时设定档的要求而且满足所提供的总变速比区域图解的要求，并此外通过其换档装置可以保证人视觉需要的最大刻度角度或显示圆弧的规定。

本发明的目的是通过权利要求1教导的换档装置实现的。

根据本发明的换档装置具有一个变速器，它将驱动装置的或由驱动装置驱动的调节装置的角运动这样传递到指示装置上，即当时使指示装置的显示件或刻度的移过的圆弧小于同时由驱动装置的驱动件移过的圆弧。这意味着，在设计上驱动装置总驱动角度很大时可以这样构成其指示装置，使得考虑到人体因素的情况下在已知尺寸限定下的指示装置的指示角度变为可能或在已知尺寸限定下的圆弧长度变为可能，在其圆弧上设置总变速比区域的指示刻度。

根据换档装置的特别有益的实施例，其设置在驱动装置或调节装置和指示装置之间的变速器由传动装置，特别是由齿轮传动装置构成。由于齿轮传动装置的形状合理性，通过其实施例有益地实现了调节装置与指示装置之间的变速比是相同的并保证了将各指示清楚的与当时设定的档位对应所必须的、根据档级相对彼此不同的调节装置和指示装置的位置。

根据本发明的另一特别优选的实施例，其在驱动或调节件和指示装置之间设置的变速器由行星传动装置构成，它分别至少具有中心轮装置、行星轮装置和内轮装置，其中各轮装置至少分别包括齿轮或齿轮部分。

其行星传动装置的优点是例如而这不是唯一的在占据的相对小空间的位置上可以在不增加构件的情况下在宽的安置限度内改变传动装置的变速比，并以简单的方式实现了反向运动和反向转动的可能性。

若换档装置的指示装置具有一例如由转动指示器构成的独立指示件或显示件，其指示器的指示区域沿档指示刻度设置，其所希望的换档时从指示器输出的角运动可以这样有益的实现，即其指示装置的指示件经行星传动装置的行星齿轮驱动。

一具有很少独立构件的本发明实施例换档装置结构特别有益的是结构简单、抗干扰且节省空间，其中通过其行星齿轮装置使得指示装置的显示件就是行星齿轮装置，或其中行星齿轮装置的凸肩、凸缘或轴形成其显示件。

具有很少构件节省空间的结构进一步有益的是，所述行星齿轮装置的支承件在轴向这样形成时，即其行星齿轮装置至少具有一在其端面设置的圆形或圆环形支承面，它设置在相对换档装置的套静止的、垂直于行星齿轮装置的转轴且基本呈圆环部分形的支承面上。

行星齿轮装置的径向支承以这样有益的类似方式实现，即至少一行星齿轮装置的凸肩、凸缘或轴在至少一内缸部分形支承面上滚动并以这样的方式确定行星齿轮装置径向向内或径向向外的位置。

根据本发明的另一实施例其换档装置的指示装置的另一种可能的结构是，其指示装置的显示件通过内齿轮装置驱动或通过内齿轮装置特别是通过设置在内齿轮装置上的标记形成。

如果行星齿轮装置的传动构件，即中心齿轮装置、行星齿轮装置或内齿轮装置这样构成，即至少行星传动装置的构件的两转动轴不平行，可以实现考虑人体结构及换档装置设计上的方便性。

本发明的有益的实施例可以这样实现，其中中心齿轮装置、行星齿轮装置和/或内齿轮装置具有斜齿、螺纹齿或蜗杆齿。由于通过这样的结构实现了相对指示装置或档指示刻度的设置和对准及相对指示件的运动方向的自由性则进一步改善了本发明换档装置的人体可视性。

另一种可能是在驱动或调节装置之间设置的变速器由正齿轮装置构成以实现所希望的变速比并至少具有一塔轮或塔轮部分。同样，其指示装置的显示件有益地通过至少具有在内缸形或内缸部分形构件上设置的正齿的内缸形或内缸部分形构件形成或由正齿轮或正齿轮部分或由内缸形或内缸部分形构件上或正齿轮或正齿轮部分上设置的标记形成。

通过本发明另一实施例使其本发明的换档装置耐用、抗干扰并节省空间，为此具有或形成指示装置的显示件的上述内缸形或内缸部分形构件例如支承在换档装置的套上的与显示件的结构对应的内缸形或内缸部分形的槽中。

根据本发明的另一实施例，其指示装置的显示件设置在基本呈缸形或内缸部分形并基本与自行车的把手偏心的区域，从而在考虑了人体结构后获得其指示装置的有益结构。

下面参照描述实施例的附图对本发明作进一步描述。其中：

图1从骑车人的视向示出了由在自行车车把上设置的转动把手换档装置构成的换档装置的分解图；

图2示出了图1换档装置的调节装置、变速器及显示件的组装图；

图3示出了本发明另一实施例的换档装置的调节装置、变速器及显示件，其中变速器由正齿轮装置构成。

从图1中可看出，一个换挡装置1，它包括固定在一个自行车车把上的套2、一个具有显示件4和包括指示窗4a的指示装置3以及一个具有槽6的调节装置5，在其槽中固定并引导着传力件(未示出)，它将调节运动传递到例如为鲍登钢丝线的换挡传动件上。

为清楚起见，在图1中未示出设置在区域A的具有驱动件的驱动装置，如它由覆有弹性物的把手构成。

驱动装置的角运动通过调节装置5传递到指示装置3上的本发明变速器上，其变速器包括一个由中心齿轮部分7构成的设置在调节装置5中的中心齿轮装置8，一个由行星齿轮9构成的行星齿轮装置10以及一个由内齿轮部分11构成的内齿轮装置12。

图2示出了图1换挡装置1的变换机构的组装放大图，包括位于调节装置5上的中心齿轮部分7、行星齿轮9以及内齿轮部分11。另外从图2可看到指示装置3，它包括显示件4以及显示窗4a，显示件4相对其显示窗4运动以显示相应拨入的变换级。其显示件4根据从驱动装置，确切地讲，从调节装置5上通过变速器传递到显示装置3上沿档指示刻度的运动而变动，在图2中不能看到其档指示刻度，它位于指示装置3的朝向骑车人的观察侧。

在所示的本发明实施例中，具有构成指示装置3显示件4的轴4的行星齿轮9不是支承在一个独立的行星齿轮支承件上，而是支承于在行星齿轮9的多个端侧上设置的圆形或圆环形支承面，即图2中的圆环形支承面13，与多个相应的圆环形的或部分圆环形的支承面一起形成了具有形成指示装置3的显示件4轴4的在轴向上的行星齿轮9的支承，其中的多个相应的圆环形的或部分圆环形的支承面是在图2中的设置在中心轮部分7上的圆环形支承面14和设置在换挡装置1的套2上的或设置在指示装置3上的部分圆环形支承面15。

在没有独立行星齿轮支承件的类似方案中，在行星齿轮9上设置的多个并与行星齿轮9的轴线平行的圆柱形凸缘或者说是行星齿轮9的形成指示装置3的显示件4的轴4与多个部分内缸形支承面一起形成了具有形成显示件4的在径向、在这里是径向向外的行星齿轮9的支承，其中的在图2中的部分内缸形支承面是靠近内齿轮部分11齿部分内缸形支承面16，由此圆柱形凸缘在部分内缸形支承面上滚压，或行星齿轮9在内齿轮部分11上滚动。

行星齿轮9的径向向内的支承通过中心轮部分7的齿形成，其行星齿轮9在其齿上滚动。

从图3可以看到，本发明另一实施方案的换挡装置1的变速器，其中变速角运动从驱动装置或调节装置5通过一正齿轮传动机构传递到指示装置的显示件4上，为达到变速的目的，其正齿轮传动机构包括一个支承在换挡装置1套上的塔形齿轮17。本发明的实施例例如可用在根据拇指或手指类型构成的换挡装置中。

在本发明的该实施例中，显示件4与内缸形构件18形成一单件，其构件18通过塔形齿轮17由在部分内缸形构件18的正侧形成齿19驱动。其部分内缸形构件18在此以考虑人类的身体结构、强度以及节省空间的有益方式并根据轮缘的类型设置在绕骑车人把手偏心装置的换挡装置1的槽6中。

Claims (13)

1、用于变速器的且尤其是用于自行车驱动装置的换档装置，它具有一个通过换档传动装置的力传递件起作用的调节装置、一个手动驱动其调节装置的驱动装置和一个具有沿圆弧运动的显示件的指示装置以便指示借助驱动装置选择的换档状态，其特征在于，驱动装置的或调节装置(5)的角运动经变速器这样传递到指示装置(3)上，即当时使指示装置(3)的显示件(4)或刻度移过的圆弧小于同时由驱动装置的驱动件移过的圆弧。

2、如权利要求1的换档装置，其特征在于，该变速器由齿轮传动装置构成。

3、如权利要求1或2的换档装置，其特征在于，其变速器由行星传动装置构成，它至少具有中心轮装置(8)、至少具有行星轮装置(10)和至少具有内轮装置(12)，其中各轮装置至少分别包括齿轮或齿轮部分。

4、如权利要求1-3之一或多个的换档装置，其特征在于，该指示装置(3)由行星传动装置的行星齿轮装置(10)驱动。

5、如权利要求1-3之一或多个的换档装置，其特征在于，该指示装置(3)的显示件(4)通过一个行星齿轮装置(10)或其行星齿轮装置(10)的凸肩或轴形成。

6、如权利要求1-5之一或多个的换档装置，其特征在于，至少一个设置在行星齿轮装置(10)端面上的支承面(13)设置在至少一个垂直于行星齿轮装置(10)的转轴且基本呈圆环部分形的支承面上，其中一端面支承面(13)与一个圆环部分形的支承面一起形成了行星齿轮装置(10)的支承面。

7、如权利要求1-6之一或多个的换档装置，其特征在于，至少一个行星齿轮装置(10)的凸肩、凸缘或轴(4)在至少一个内缸部分形支承面(16)上滚动并与一个内缸部分形支承面(16)一起形成行星齿轮装置(10)的支承。

8、如权利要求1-4之一或多个的换档装置，其特征在于，该显示件(4)通过内齿轮装置(12)驱动或通过内齿轮装置(12)特别是通过设置在内齿轮装置(12)上的标记形成。

9、如权利要求1-8之一或多个的换档装置，其特征在于，中心齿轮装置(8)、行星齿轮装置(10)和/或内齿轮装置(12)的转轴不平行，其中中心齿轮装置(8)、行星齿轮装置(10)和/或内齿轮装置(12)具有斜齿、螺旋形齿或蜗杆齿。

10、如权利要求1或2的换档装置，其特征在于，变速器由正齿轮装置构成并至少具有一塔轮或塔轮部分。

11、如权利要求10的换档装置，其特征在于，该显示件(4)通过具有正齿(19)的内缸形或内缸部分形构件(18)形成或由正齿轮或正齿轮部分特别是通过其上设置的标记形成。

12、如权利要求10或11的换档装置，其特征在于，该内缸形或内缸部分形构件(18)支承在换档装置(1)的套(2)上的内缸形或内缸部分形的槽(6)中。

13、如权利要求10-12之一或多个的换档装置，其特征在于，该指示装置(3)的显示件(4)设置在基本呈缸形或内缸部分形并基本与自行车的把手偏心的区域。

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